汽车动力悬置开题课案.doc

重 庆 大 学 本科毕业设计（论文） 题目 汽车动力总成磁流变悬置的结构分析与优化 学院 机械工程学院 年级专业 2010级机械设计制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 提交日期 2014 年 4 月 10 日 附件B： 毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等） 随着汽车产业的迅猛发展，人们对汽车乘坐舒适性要求越来越高，人们开始探索如何实现汽车隔振的研究。汽车动力总成是汽车振动的主要激振源之一，对汽车的乘坐舒适性有很大的影响。理想的动力总成隔振器的动态刚度和阻尼应具有频变特性和幅变特性。传统的被动悬置难以满足全频率范围内的隔振要求。为了实现动力总成悬置在工作频率范围内的可调性，本文提出了基于磁流变液可调阻尼的悬置，并运用计算机模拟和实验研究相结合方法对动力总成悬置进行静、动刚度的模拟和验证。 如何有效的隔离发动机震动向车架的传递，已经成为汽车开发中的重要课题。动力总成悬置作为用以隔离发动机震动能量向车体传递的隔震系统，它起的作用日益受到重视通过合理布置悬置系统可以达到很好的隔振效果[9]。 自20世纪80年代一来，国内外专家学者和工程技术人员主要从一下三方面对悬置系统进行研究： 合理设置悬置元件，使其动态性能最大接近最佳状态并且能够满足隔振的各种性能要求； 根据力学理论和振动原理对悬置系统进行合理的优化分析； 简历更加准确的模型，如把动力总成悬置系统和悬置架子系统模型或者整车模型联合进行分析和优化。 下面从三方面解析悬置系统大发展。 1.1 悬置元件 汽车发展初期，动力总成是直接通过螺栓刚性连接到车架上的，振动是直接传递的。这严重影响了汽车乘坐的舒适性，还引起动力总成部件如曲轴和发动机支架的破坏。 到了上世纪二十年代初，人们开始关注振动由发动机向车架传递，1930年，人们开始使用橡胶悬置来隔离发动机的振动。人们首先对悬置元件本身的机构功 能进行了设计以减少振动从而提高乘坐的舒适性通过橡胶硫化到各种形状的金属骨架上，人们发明了各种不同结构的橡胶悬置。从此人们可以通过合理设计橡胶尺寸和形状来使悬置在三个方向上获得理想的刚度，从而使悬置达到最佳的隔振效果，橡胶悬置通过橡胶的分子和分子之间、橡胶分子和填充剂之间的相互作用而产生的内摩擦衰减作用，有效的革除发动机的振动[11]。 但是橡胶元件也有因其自身材料的特点带来的缺陷，即其动刚度和阻尼与频率的关系为线性关系，随频率的上升而上升。而发动机对悬置刚度和阻尼的要求则是低频状态下要有打的刚度和阻尼以获得良好的隔振效果，而高频状态下则需要低动刚度和小阻尼。而橡胶的特性并不能很好的满足这样的要求，因此橡胶悬置在多工况宽频带上的减震降噪效果并不是很理想[12]。 随着科技的发展，20世纪70年代末期，国外轿车动力总成开始使用液压型橡胶悬置，简称液压悬置。由于汽车设计发展方向转向轻量化和大功率发动机，这大大加重和恶化了汽车的振动情况，使得传统的橡胶悬置已经不能满足多种工况的减震降噪要求，而液压悬置的刚度和阻尼具有频变和幅变的特点，能够很高的满足悬置系统低频大刚度大阻尼和高频小刚度小阻尼的要求。正是这样的优点，液压悬置在中高档汽车中得到了大量的应用[11]。但是随着人们要求的提高，被动式的液压悬置已经不能满足人们的要求，于是出现了半主动控制和主动控制液压悬置。1983年日本Mitsubishi汽车公司将带有电控截流孔开度的液压悬置安装在豪华轿车Ganlant上，通过使用发现该液压悬置的减震降噪效果很好。1987年，美国Avon公司开发了控制气体弹簧气压调整动特性的液压悬置。 1987年，R.W.Hetrich实验室率先研制主动控制液压悬置系统。1988年Freudenberg公司在FWD式四缸发动机上应用了主动控制式液压悬置取得了满意的效果，这标志着主动控制式液压悬置在实用方面取得了突破性进展。2004年吉林大学郑瑞清等人提出了一种电致伸缩作动器液压悬置，其主动控制的原理为电致伸缩材料的伸长位移与施加的电压平方成正比。 由前述，西安至元件的发展主要是从橡胶元件向液压悬置，从被动式到半主动和主动控制式的发展过程。 1.2系统动特性的优化设计的发展 液压元件的发展固然大大改善了动力总成的振动情况，但是对单个元件的研究，从整体的角度出发，专家学者和研究人员对多个悬置元件和发动机组成的悬置系统共整体进行研究。 20世纪50年代，Anon Horizon和Horvitz提出了能量解耦理论和解耦度的计算公式。 20世纪70年代，B.L.Belieoknight提出了打击中心定理，这